વિવિધ વાસ્તવિક મૂળભૂત કણોમાંથી ઉદ્ભવી શકે છે. પ્રાથમિક કણો

આકૃતિ 1 માં બતાવેલ છે મૂળભૂત ફર્મિઓન્સ, સ્પિન ½ ધરાવતા, દ્રવ્યની "પ્રથમ ઇંટો" છે. તેઓ પ્રસ્તુત છે લેપ્ટોન્સ(ઇલેક્ટ્રોન , ન્યુટ્રિનો, વગેરે) - કણો જેમાં ભાગ લેતા નથી મજબૂતપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, અને ક્વાર્ક, જે મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. ન્યુક્લિયર કણો ક્વાર્કથી બનેલા છે - હેડ્રોન્સ(પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને મેસોન્સ). આ દરેક કણોનું પોતાનું એન્ટિપાર્ટિકલ હોય છે, જે સમાન કોષમાં મૂકવું આવશ્યક છે. એન્ટિપાર્ટિકલ માટેનું પ્રતીક ટિલ્ડ (~) દ્વારા અલગ પડે છે.

ક્વાર્કની છ જાતોમાંથી અથવા છ સુગંધ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ 2/3 (પ્રારંભિક ચાર્જના એકમોમાં ) એક ઉપલા ( u), સંમોહિત ( c) અને સાચું ( t) ક્વાર્ક, અને -1/3 ના ચાર્જ સાથે - નીચે ( ડી), વિચિત્ર ( s) અને સુંદર ( b) ક્વાર્ક. સમાન સુગંધ ધરાવતી પ્રાચીન વસ્તુઓમાં અનુક્રમે –2/3 અને 1/3નો ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ હશે.

મૂળભૂત કણો
મૂળભૂત ફર્મિઓન્સ (અર્ધ-પૂર્ણાંક સ્પિન) મૂળભૂત બોસોન્સ (પૂર્ણાંક સ્પિન)
લેપ્ટોન્સ કવાર્કસ
n n m n t u c t 2/3 મજબૂત એલ.-ચુંબકીય નબળા ગુરુત્વાકર્ષણ
m t –1 ડી s b –1/3 8 g જે = 1 m = 0 g જે = 1 m = 0 ડબલ્યુ ± ,ઝેડ 0 જે = 1 m@100 જી જે = 2 m = 0
આઈ II III આઈ II III
ઇલેક્ટ્રોવેક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા
ગ્રાન્ડ એકીકરણ
સુપરયુનિફિકેશન

ક્વોન્ટમ ક્રોમોડાયનેમિક્સમાં (મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સિદ્ધાંત), ક્વાર્ક અને એન્ટિક્વાર્કને ત્રણ પ્રકારના મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા શુલ્ક સોંપવામાં આવે છે: લાલ આર(લાલ વિરોધી); લીલા જી(લીલા વિરોધી); વાદળી બી(વાદળી વિરોધી). રંગ (મજબૂત) ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હેડ્રોનમાં ક્વાર્કને જોડે છે. બાદમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે બેરીઓન્સ, જેમાં ત્રણ ક્વાર્કનો સમાવેશ થાય છે, અને મેસોન્સ, જેમાં બે ક્વાર્કનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, જેને બેરીઓન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, નીચેની કવાર્ક રચના ધરાવે છે:

પી = (uud) અને , n = (ડીડીયુ) અને .

ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો પી મેસોન્સના ત્રિપુટીની રચના આપીએ:

, ,

આ સૂત્રોમાંથી એ જોવાનું સરળ છે કે પ્રોટોનનો ચાર્જ +1 છે અને એન્ટિપ્રોટોનનો ચાર્જ -1 છે. ન્યુટ્રોન અને એન્ટિન્યુટ્રોન શૂન્ય ચાર્જ ધરાવે છે. આ કણોમાં ક્વાર્કની સ્પિનનો ઉમેરો થાય છે જેથી તેમની કુલ સ્પિન ½ જેટલી થાય. આ સમાન ક્વાર્કનું સંયોજન પણ શક્ય છે, જેના માટે કુલ સ્પિન 3/2 બરાબર છે. આવા પ્રાથમિક કણો (D++, D+, D 0, D –) શોધવામાં આવ્યા છે અને તે પડઘો સાથે સંબંધિત છે, એટલે કે. અલ્પજીવી હેડ્રોન્સ.

કિરણોત્સર્ગી બી-સડોની જાણીતી પ્રક્રિયા, જે આકૃતિ દ્વારા રજૂ થાય છે

n ® પી + + ,

ક્વાર્ક થિયરીના દૃષ્ટિકોણથી એવું લાગે છે

(udd) ® ( uud) + + અથવા ડી ® u + + .

વારંવાર પ્રયત્નો કરવા છતાં, પ્રયોગોમાં મુક્ત ક્વાર્ક શોધવાનું શક્ય નહોતું. આ સૂચવે છે કે ક્વાર્ક, દેખીતી રીતે, માત્ર વધુ જટિલ કણોની રચનામાં જ દેખાય છે ( ક્વાર્ક કેપ્ચર). આ ઘટનાની સંપૂર્ણ સમજણ આજ સુધી આપવામાં આવી નથી.

ફિગ. 1 થી તે સ્પષ્ટ છે કે લેપ્ટોન અને ક્વાર્ક વચ્ચે સમપ્રમાણતા છે, જેને ક્વાર્ક-લેપ્ટોન સપ્રમાણતા કહેવાય છે. ટોચની લાઇનમાંના કણોનો ચાર્જ નીચેની લાઇનમાંના કણો કરતાં એક વધુ હોય છે. પ્રથમ સ્તંભમાંના કણો પ્રથમ પેઢીના છે, બીજા - બીજા પેઢીના અને ત્રીજા સ્તંભમાં - ત્રીજી પેઢીના છે. પોતાને ક્વાર્ક કરે છે c, bઅને tઆ સમપ્રમાણતાના આધારે આગાહી કરવામાં આવી હતી. આપણી આસપાસની બાબતમાં પ્રથમ પેઢીના કણોનો સમાવેશ થાય છે. બીજી અને ત્રીજી પેઢીના કણોની ભૂમિકા શું છે? આ પ્રશ્નનો હજુ સુધી કોઈ ચોક્કસ જવાબ નથી.

આ ત્રણ કણો (તેમજ નીચે વર્ણવેલ અન્ય) પરસ્પર આકર્ષાય છે અને તેમના અનુસાર ભગાડવામાં આવે છે શુલ્ક, જેમાંથી કુદરતની મૂળભૂત શક્તિઓની સંખ્યા અનુસાર માત્ર ચાર પ્રકાર છે. ચાર્જને અનુરૂપ દળોના ઘટતા ક્રમમાં નીચે પ્રમાણે ગોઠવી શકાય છે: રંગ ચાર્જ (ક્વાર્ક વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો); ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ (ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય દળો); નબળા ચાર્જ (કેટલીક કિરણોત્સર્ગી પ્રક્રિયાઓમાં દળો); છેલ્લે, સમૂહ (ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા). અહીં "રંગ" શબ્દને રંગ સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી દૃશ્યમાન પ્રકાશ; તે માત્ર એક મજબૂત ચાર્જ અને મહાન દળોની લાક્ષણિકતા છે.

ચાર્જીસ સાચવવામાં આવે છે, એટલે કે સિસ્ટમમાં દાખલ થતો ચાર્જ તેને છોડતા ચાર્જ જેટલો છે. જો તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પહેલાં ચોક્કસ સંખ્યામાં કણોનો કુલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ 342 એકમો જેટલો હોય, તો પછી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પછી, તેના પરિણામને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તે 342 એકમોની બરાબર હશે. આ અન્ય શુલ્ક પર પણ લાગુ પડે છે: રંગ (મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ચાર્જ), નબળા અને માસ (દળ). કણો તેમના ચાર્જમાં ભિન્ન છે: સારમાં, તેઓ આ ચાર્જ "છે". શુલ્ક એ યોગ્ય બળને પ્રતિસાદ આપવાના અધિકારના "પ્રમાણપત્ર" જેવા છે. આમ, માત્ર રંગીન કણો જ રંગ દળોથી પ્રભાવિત થાય છે, માત્ર વિદ્યુત ચાર્જ થયેલા કણો જ વિદ્યુત દળોથી પ્રભાવિત થાય છે, વગેરે. કણના ગુણધર્મો તેના પર કામ કરતા મહાન બળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ફક્ત ક્વાર્ક જ તમામ ચાર્જના વાહક છે અને તેથી, તમામ દળોની ક્રિયાને આધીન છે, જેમાંથી પ્રભાવશાળી એક રંગ છે. ઇલેક્ટ્રોન પાસે રંગ સિવાયના તમામ ચાર્જ હોય ​​છે, અને તેમના માટે પ્રબળ બળ એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ છે.

પ્રકૃતિમાં સૌથી સ્થિર, નિયમ તરીકે, કણોના તટસ્થ સંયોજનો છે જેમાં એક ચિહ્નના કણોનો ચાર્જ અન્ય ચિહ્નના કણોના કુલ ચાર્જ દ્વારા સરભર કરવામાં આવે છે. આ સમગ્ર સિસ્ટમની લઘુત્તમ ઊર્જાને અનુરૂપ છે. (એ જ રીતે, બે બાર ચુંબક એક લીટીમાં ગોઠવાયેલા છે, જેમાં એકનો ઉત્તર ધ્રુવ બીજાના દક્ષિણ ધ્રુવની સામે છે, જે ચુંબકીય ક્ષેત્રની લઘુત્તમ ઊર્જાને અનુરૂપ છે.) ગુરુત્વાકર્ષણ આ નિયમનો અપવાદ છે: નકારાત્મક સમૂહ અસ્તિત્વમાં નથી. ઉપરની તરફ પડતાં કોઈ શરીર નથી.

પદાર્થના પ્રકાર

સામાન્ય દ્રવ્ય ઇલેક્ટ્રોન અને ક્વાર્કમાંથી બને છે, તે પદાર્થોમાં જૂથબદ્ધ થાય છે જે રંગમાં તટસ્થ હોય છે અને પછી ઇલેક્ટ્રિકલ ચાર્જમાં હોય છે. રંગ શક્તિ તટસ્થ થાય છે, જેમ કે નીચે વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે, જ્યારે કણો ત્રિપુટીઓમાં જોડાય છે. (તેથી "રંગ" શબ્દ પોતે, ઓપ્ટિક્સમાંથી લેવામાં આવ્યો છે: જ્યારે મિશ્રિત કરવામાં આવે ત્યારે ત્રણ પ્રાથમિક રંગો સફેદ પેદા કરે છે.) આમ, ક્વાર્ક કે જેના માટે રંગની મજબૂતાઈ મુખ્ય છે તે ત્રિપુટી બનાવે છે. પરંતુ ક્વાર્ક, અને તેઓ વિભાજિત છે u-ક્વાર્ક (અંગ્રેજી ઉપરથી ઉપરથી) અને ડી-ક્વાર્ક (અંગ્રેજીમાંથી નીચે - નીચે), પણ સમાન ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ધરાવે છે u-ક્વાર્ક અને માટે ડી-ક્વાર્ક. બે u-ક્વાર્ક અને એક ડી-ક્વાર્ક +1 નો ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ આપે છે અને પ્રોટોન બનાવે છે, અને એક u-ક્વાર્ક અને બે ડી-ક્વાર્ક શૂન્ય ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ આપે છે અને ન્યુટ્રોન બનાવે છે.

સ્થિર પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન, તેમના ઘટક ક્વાર્ક વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના શેષ રંગ દળો દ્વારા એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે, રંગ-તટસ્થ અણુ ન્યુક્લિયસ બનાવે છે. પરંતુ ન્યુક્લિયસ સકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ વહન કરે છે અને, સૂર્યની પરિક્રમા કરતા ગ્રહોની જેમ ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરતા નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષે છે, તે તટસ્થ અણુ બનાવે છે. તેમની ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લિયસની ત્રિજ્યા કરતા હજારો ગણા વધુ અંતરે ન્યુક્લિયસમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે - પુરાવા છે કે તેમને પકડી રાખેલા વિદ્યુત દળો પરમાણુ કરતા ઘણા નબળા છે. રંગની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની શક્તિ માટે આભાર, અણુના સમૂહનો 99.945% તેના ન્યુક્લિયસમાં સમાયેલ છે. વજન u- અને ડી-ક્વાર્ક ઇલેક્ટ્રોનના દળ કરતાં લગભગ 600 ગણા છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોન ન્યુક્લી કરતાં વધુ હળવા અને વધુ મોબાઇલ છે. પદાર્થમાં તેમની હિલચાલ વિદ્યુત ઘટનાને કારણે થાય છે.

ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનની સંખ્યામાં અને તદનુસાર, તેમની ભ્રમણકક્ષામાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં ભિન્નતા ધરાવતા અણુઓની ઘણી સો કુદરતી જાતો (આઇસોટોપ્સ સહિત) છે. સૌથી સરળ હાઇડ્રોજન અણુ છે, જેમાં પ્રોટોનના રૂપમાં ન્યુક્લિયસ હોય છે અને તેની આસપાસ ફરતું એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. પ્રકૃતિમાં તમામ "દૃશ્યમાન" દ્રવ્યોમાં અણુઓ અને આંશિક રીતે "ડિસેમ્બલ" અણુઓ હોય છે, જેને આયન કહેવામાં આવે છે. આયનો એ અણુઓ છે જે ઘણા ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવ્યા (અથવા મેળવ્યા) પછી ચાર્જ કણો બની ગયા છે. લગભગ સંપૂર્ણ રીતે આયનો બનેલા પદાર્થને પ્લાઝ્મા કહેવામાં આવે છે. કેન્દ્રોમાં થતી થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓને કારણે બળતા તારાઓમાં મુખ્યત્વે પ્લાઝ્માનો સમાવેશ થાય છે, અને તારાઓ બ્રહ્માંડમાં પદાર્થનું સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ હોવાથી, આપણે કહી શકીએ કે સમગ્ર બ્રહ્માંડ મુખ્યત્વે પ્લાઝ્માથી બનેલું છે. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, તારાઓ મુખ્યત્વે સંપૂર્ણ આયનાઈઝ્ડ હાઈડ્રોજન ગેસ છે, એટલે કે. વ્યક્તિગત પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનનું મિશ્રણ, અને તેથી, લગભગ સમગ્ર દૃશ્યમાન બ્રહ્માંડ તેનો સમાવેશ કરે છે.

આ દૃશ્યમાન બાબત છે. પરંતુ બ્રહ્માંડમાં અદ્રશ્ય પદાર્થ પણ છે. અને એવા કણો છે જે બળ વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. કેટલાક કણોની એન્ટિપાર્ટિકલ્સ અને ઉત્તેજિત અવસ્થાઓ છે. આ બધું સ્પષ્ટપણે "પ્રાથમિક" કણોની અતિશય વિપુલતા તરફ દોરી જાય છે. આ વિપુલતામાં તમે પ્રાથમિક કણોની વાસ્તવિક, સાચી પ્રકૃતિ અને તેમની વચ્ચે કાર્ય કરતા દળોનો સંકેત શોધી શકો છો. સૌથી તાજેતરના સિદ્ધાંતો અનુસાર, કણો અનિવાર્યપણે વિસ્તૃત ભૌમિતિક પદાર્થો હોઈ શકે છે - દસ-પરિમાણીય અવકાશમાં "તાર".

અદ્રશ્ય વિશ્વ.

બ્રહ્માંડમાં માત્ર દૃશ્યમાન પદાર્થ જ નથી (પરંતુ બ્લેક હોલ અને "ડાર્ક મેટર" પણ છે, જેમ કે ઠંડા ગ્રહો જે પ્રકાશિત થાય ત્યારે દેખાય છે). ત્યાં ખરેખર અદ્રશ્ય પદાર્થ પણ છે જે દર સેકન્ડે આપણા બધામાં અને સમગ્ર બ્રહ્માંડમાં પ્રસરે છે. તે એક પ્રકારના કણો - ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનોનો ઝડપી ગતિશીલ ગેસ છે.

ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનો એ ઇલેક્ટ્રોનનો ભાગીદાર છે, પરંતુ તેમાં કોઈ વિદ્યુત ચાર્જ નથી. ન્યુટ્રિનો માત્ર કહેવાતા નબળા ચાર્જ વહન કરે છે. તેમનો બાકીનો સમૂહ, તમામ સંભાવનાઓમાં, શૂન્ય છે. પરંતુ તેઓ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે કારણ કે તેમની પાસે ગતિ ઊર્જા છે , જે અસરકારક સમૂહને અનુરૂપ છે mઆઈન્સ્ટાઈનના સૂત્ર મુજબ = mc 2 જ્યાં c- પ્રકાશની ગતિ.

ન્યુટ્રિનોની મુખ્ય ભૂમિકા એ છે કે તે પરિવર્તનમાં ફાળો આપે છે અને-માં ક્વાર્ક ડી-ક્વાર્ક, જેના પરિણામે પ્રોટોન ન્યુટ્રોનમાં ફેરવાય છે. ન્યુટ્રિનો સ્ટેલર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓ માટે "કાર્બોરેટર સોય" તરીકે કામ કરે છે, જેમાં ચાર પ્રોટોન (હાઈડ્રોજન ન્યુક્લી) એકીકૃત થઈને હિલીયમ ન્યુક્લિયસ બનાવે છે. પરંતુ હિલીયમ ન્યુક્લિયસમાં ચાર પ્રોટોન નથી, પરંતુ બે પ્રોટોન અને બે ન્યુટ્રોન હોવાથી આવા ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન માટે જરૂરી છે કે બે અને-ક્વાર્ક બેમાં ફેરવાઈ ગયા ડી-ક્વાર્ક. પરિવર્તનની તીવ્રતા નક્કી કરે છે કે તારાઓ કેટલી ઝડપથી બળી જશે. અને પરિવર્તન પ્રક્રિયા નબળા ચાર્જ અને કણો વચ્ચેની નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જેમાં અને-ક્વાર્ક (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ +2/3, નબળા ચાર્જ +1/2), ઇલેક્ટ્રોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ - 1, નબળા ચાર્જ -1/2), સ્વરૂપો ડી-ક્વાર્ક (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ -1/3, નબળા ચાર્જ -1/2) અને ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનો (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ 0, નબળા ચાર્જ +1/2). બે ક્વાર્કના રંગ ચાર્જ (અથવા માત્ર રંગો) આ પ્રક્રિયામાં ન્યુટ્રિનો વિના રદ થાય છે. ન્યુટ્રિનોની ભૂમિકા બિન-કમ્પેન્સેટેડ નબળા ચાર્જને દૂર કરવાની છે. તેથી, રૂપાંતરનો દર નબળા દળો કેટલા નબળા છે તેના પર આધાર રાખે છે. જો તેઓ તેમના કરતા નબળા હોત, તો તારાઓ બિલકુલ બળી ન હોત. જો તેઓ મજબૂત હોત, તો તારાઓ ઘણા સમય પહેલા બળી ગયા હોત.

ન્યુટ્રિનો વિશે શું? કારણ કે આ કણો અન્ય પદાર્થો સાથે અત્યંત નબળા રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેઓ લગભગ તરત જ તારાઓ છોડી દે છે જેમાં તેઓ જન્મ્યા હતા. બધા તારાઓ ચમકે છે, ન્યુટ્રિનો ઉત્સર્જિત કરે છે, અને ન્યુટ્રિનો આપણા શરીરમાં અને સમગ્ર પૃથ્વી પર દિવસ-રાત ચમકે છે. તેથી તેઓ બ્રહ્માંડની આસપાસ ભટકતા રહે છે જ્યાં સુધી તેઓ દાખલ ન થાય, કદાચ, નવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા STAR).

ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહકો.

અંતર પરના કણો વચ્ચે દળો કાર્ય કરે છે તેનું કારણ શું છે? આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર જવાબો: અન્ય કણોના વિનિમયને કારણે. કલ્પના કરો કે બે સ્પીડ સ્કેટર આસપાસ બોલ ફેંકી રહ્યાં છે. ફેંકવામાં આવે ત્યારે બોલને મોમેન્ટમ આપીને અને પ્રાપ્ત બોલ સાથે વેગ પ્રાપ્ત કરીને, બંને એકબીજાથી દૂર દિશામાં દબાણ મેળવે છે. આ પ્રતિકૂળ દળોના ઉદભવને સમજાવી શકે છે. પરંતુ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં, જે માઇક્રોવર્લ્ડની ઘટનાને ધ્યાનમાં લે છે, અસામાન્ય ખેંચાણ અને ઘટનાઓના ડિલોકલાઈઝેશનને મંજૂરી આપવામાં આવે છે, જે મોટે ભાગે અશક્ય તરફ દોરી જાય છે: એક સ્કેટર બોલને દિશામાં ફેંકી દે છે. થીઅલગ છે, પરંતુ તેમ છતાં તે એક કદાચઆ બોલ પકડો. કલ્પના કરવી મુશ્કેલ નથી કે જો આ શક્ય હોત (અને પ્રાથમિક કણોની દુનિયામાં તે શક્ય છે), તો સ્કેટર વચ્ચે આકર્ષણ પેદા થશે.

ઉપરોક્ત ચાર "દ્રવ્યના કણો" વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળોના વિનિમયને કારણે કણોને ગેજ કણો કહેવામાં આવે છે. ચાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંની દરેક - મજબૂત, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, નબળા અને ગુરુત્વાકર્ષણ - તેના પોતાના ગેજ કણોનો સમૂહ ધરાવે છે. મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહક કણો ગ્લુઓન્સ છે (તેમાંથી ફક્ત આઠ છે). ફોટોન એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વાહક છે (ત્યાં ફક્ત એક જ છે, અને આપણે ફોટોનને પ્રકાશ તરીકે સમજીએ છીએ). નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહક કણો મધ્યવર્તી વેક્ટર બોસોન છે (તેઓ 1983 અને 1984 માં શોધાયા હતા ડબલ્યુ + -, ડબલ્યુ- બોસોન અને તટસ્થ ઝેડ-બોસોન). ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો વાહક કણ એ હજુ પણ અનુમાનિત ગુરુત્વાકર્ષણ છે (ત્યાં માત્ર એક જ હોવો જોઈએ). આ બધા કણો, ફોટોન અને ગ્રેવિટોન સિવાય, જે અનંત લાંબા અંતરની મુસાફરી કરી શકે છે, માત્ર ભૌતિક કણો વચ્ચેના વિનિમયની પ્રક્રિયામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ફોટોન બ્રહ્માંડને પ્રકાશથી ભરી દે છે, અને ગ્રેવિટન્સ બ્રહ્માંડને ગુરુત્વાકર્ષણ તરંગોથી ભરી દે છે (હજી સુધી વિશ્વસનીય રીતે શોધાયેલ નથી).

ગેજ કણોને ઉત્સર્જિત કરવામાં સક્ષમ કણ બળોના અનુરૂપ ક્ષેત્રથી ઘેરાયેલું હોવાનું કહેવાય છે. આમ, ફોટોન ઉત્સર્જિત કરવામાં સક્ષમ ઇલેક્ટ્રોન વિદ્યુતથી ઘેરાયેલા છે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો, તેમજ નબળા અને ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રો. ક્વાર્ક પણ આ તમામ ક્ષેત્રોથી ઘેરાયેલા છે, પરંતુ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ક્ષેત્ર દ્વારા પણ. રંગ દળોના ક્ષેત્રમાં રંગ ચાર્જ સાથેના કણો રંગ બળથી પ્રભાવિત થાય છે. આ જ પ્રકૃતિની અન્ય શક્તિઓને લાગુ પડે છે. તેથી, આપણે કહી શકીએ કે વિશ્વમાં પદાર્થ (ભૌતિક કણો) અને ક્ષેત્ર (ગેજ કણો) નો સમાવેશ થાય છે. નીચે આ વિશે વધુ.

એન્ટિમેટર.

દરેક કણમાં એક એન્ટિપાર્ટિકલ હોય છે, જેની સાથે કણ પરસ્પર નાશ કરી શકે છે, એટલે કે. "નાશ", પરિણામે ઊર્જા મુક્ત થાય છે. "શુદ્ધ" ઉર્જા પોતે, જો કે, અસ્તિત્વમાં નથી; વિનાશના પરિણામે, નવા કણો (ઉદાહરણ તરીકે, ફોટોન) દેખાય છે જે આ ઊર્જાને દૂર કરે છે.

મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, એન્ટિપાર્ટિકલમાં સંબંધિત કણની વિરુદ્ધ ગુણધર્મો હોય છે: જો કોઈ કણ મજબૂત, નબળા અથવા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોના પ્રભાવ હેઠળ ડાબી તરફ ખસે છે, તો તેનો એન્ટિપાર્ટિકલ જમણી તરફ જશે. ટૂંકમાં, એન્ટિપાર્ટિકલમાં તમામ ચાર્જના વિરોધી ચિહ્નો છે (માસ ચાર્જ સિવાય). જો કોઈ કણ સંયુક્ત હોય, જેમ કે ન્યુટ્રોન, તો તેના એન્ટિપાર્ટિકલમાં ચાર્જના વિરોધી ચિહ્નોવાળા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. આમ, એન્ટિઈલેક્ટ્રોનનો ઈલેક્ટ્રિક ચાર્જ +1 હોય છે, નબળો ચાર્જ +1/2 હોય છે અને તેને પોઝિટ્રોન કહેવામાં આવે છે. એન્ટિન્યુટ્રોન સમાવે છે અને-ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથે એન્ટિક્વાર્ક -2/3 અને ડી-વિદ્યુત ચાર્જ સાથે એન્ટિક્વાર્ક +1/3. સાચા તટસ્થ કણો તેમના પોતાના એન્ટિપાર્ટિકલ્સ છે: ફોટોનનો એન્ટિપાર્ટિકલ એ ફોટોન છે.

આધુનિક સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલો અનુસાર, પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા દરેક કણોનું પોતાનું એન્ટિપાર્ટિકલ હોવું જોઈએ. અને પોઝિટ્રોન અને એન્ટિન્યુટ્રોન સહિત ઘણા એન્ટિપાર્ટિકલ્સ, ખરેખર પ્રયોગશાળામાં મેળવવામાં આવ્યા હતા. આના પરિણામો અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે અને તમામ પ્રાયોગિક કણો ભૌતિકશાસ્ત્રને આધાર રાખે છે. સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંત મુજબ, દળ અને ઊર્જા સમાન છે, અને અમુક પરિસ્થિતિઓમાં ઊર્જાને સમૂહમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. ચાર્જ સચવાયેલો હોવાથી, અને શૂન્યાવકાશ (ખાલી જગ્યા)નો ચાર્જ શૂન્ય હોવાથી, કોઈપણ જોડી કણો અને એન્ટિપાર્ટિકલ્સ (શૂન્ય ચોખ્ખા ચાર્જ સાથે) શૂન્યાવકાશમાંથી બહાર આવી શકે છે, જેમ કે જાદુગરની ટોપીમાંથી સસલાં, જ્યાં સુધી પૂરતી ઊર્જા હોય ત્યાં સુધી તેમના સમૂહ બનાવો.

કણોની પેઢીઓ.

પ્રવેગક પરના પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે સામગ્રીના કણોની ચોકડી (ચોકડી) ઓછામાં ઓછા બે વખત વધુ પુનરાવર્તિત થાય છે. ઉચ્ચ મૂલ્યોસમૂહ બીજી પેઢીમાં, ઇલેક્ટ્રોનનું સ્થાન મ્યુઓન દ્વારા લેવામાં આવે છે (ઇલેક્ટ્રોનના દળ કરતાં આશરે 200 ગણા વધારે દળ સાથે, પરંતુ અન્ય તમામ ચાર્જના સમાન મૂલ્યો સાથે), ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનોનું સ્થાન છે. મ્યુઓન દ્વારા લેવામાં આવે છે (જે મ્યુઓનની સાથે નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં તે જ રીતે ઇલેક્ટ્રોન સાથે ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનો હોય છે), સ્થાન અને-ક્વાર્ક કબજે કરે છે સાથે-ક્વાર્ક ( મોહક), એ ડી-ક્વાર્ક - s-ક્વાર્ક ( વિચિત્ર). ત્રીજી પેઢીમાં, ચોકડીમાં ટાઉ લેપ્ટન, ટાઉ ન્યુટ્રિનો, t-ક્વાર્ક અને b-ક્વાર્ક.

વજન t-એક ક્વાર્ક સૌથી હલકાના દળ કરતાં લગભગ 500 ગણો છે - ડી-ક્વાર્ક. તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે પ્રકાશ ન્યુટ્રિનોના માત્ર ત્રણ પ્રકાર છે. આમ, ચોથી પેઢીના કણો કાં તો બિલકુલ અસ્તિત્વમાં નથી, અથવા અનુરૂપ ન્યુટ્રિનો ખૂબ ભારે છે. આ કોસ્મોલોજિકલ ડેટા સાથે સુસંગત છે, જે મુજબ ચાર કરતાં વધુ પ્રકારના પ્રકાશ ન્યુટ્રિનો અસ્તિત્વમાં નથી.

ઉચ્ચ-ઊર્જા કણો સાથેના પ્રયોગોમાં, ઇલેક્ટ્રોન, મ્યુઓન, ટાઉ લેપ્ટોન અને અનુરૂપ ન્યુટ્રિનો અલગ કણો તરીકે કાર્ય કરે છે. તેઓ કલર ચાર્જ વહન કરતા નથી અને માત્ર નબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે. સામૂહિક રીતે તેઓ કહેવામાં આવે છે લેપ્ટોન્સ.

કોષ્ટક 2. મૂળભૂત કણોની પેઢીઓ
કણ રેસ્ટ માસ, MeV/ સાથે 2 ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ રંગ ચાર્જ નબળો ચાર્જ
સેકન્ડ જનરેશન
સાથે-ક્વાર્ક 1500 +2/3 લાલ, લીલો અથવા વાદળી +1/2
s-ક્વાર્ક 500 –1/3 સમાન –1/2
મ્યુઓન ન્યુટ્રિનો 0 0 +1/2
મુઓન 106 0 0 –1/2
ત્રીજી પેઢી
t-ક્વાર્ક 30000–174000 +2/3 લાલ, લીલો અથવા વાદળી +1/2
b-ક્વાર્ક 4700 –1/3 સમાન –1/2
તૌ ન્યુટ્રિનો 0 0 +1/2
તળ 1777 –1 0 –1/2

કવાર્ક, રંગ દળોના પ્રભાવ હેઠળ, મજબૂત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા કણોમાં જોડાય છે જે મોટાભાગના ઉચ્ચ-ઉર્જા ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રયોગો પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. આવા કણો કહેવાય છે હેડ્રોન્સ. તેમાં બે પેટા વર્ગો શામેલ છે: બેરીઓન્સ(જેમ કે પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન), જે ત્રણ ક્વાર્કથી બનેલા હોય છે, અને મેસોન્સ, જેમાં ક્વાર્ક અને એન્ટીક્વાર્કનો સમાવેશ થાય છે. 1947 માં, પ્રથમ મેસોન, જેને પિયોન (અથવા પાઇ-મેસન) કહેવાય છે, તે કોસ્મિક કિરણોમાં મળી આવ્યું હતું, અને થોડા સમય માટે એવું માનવામાં આવતું હતું કે આ કણોનું વિનિમય એ પરમાણુ દળોનું મુખ્ય કારણ હતું. બ્રુકહેવન નેશનલ લેબોરેટરી (યુએસએ) ખાતે 1964માં શોધાયેલ ઓમેગા-માઈનસ હેડ્રોન્સ અને જેપીએસ કણ ( જે/y-મેસન), 1974માં બ્રુકહેવન અને સ્ટેનફોર્ડ લીનિયર એક્સિલરેટર સેન્ટર (યુએસએમાં પણ) ખાતે એકસાથે મળી આવ્યું હતું. ઓમેગા માઈનસ કણના અસ્તિત્વની આગાહી એમ. ગેલ-મેન દ્વારા તેમના કહેવાતા “માં કરવામાં આવી હતી. એસ.યુ. 3 થીયરી" (બીજું નામ "આઠ-ગણો માર્ગ" છે), જેમાં ક્વાર્કના અસ્તિત્વની શક્યતા સૌપ્રથમ સૂચવવામાં આવી હતી (અને આ નામ તેમને આપવામાં આવ્યું હતું). એક દાયકા પછી, કણની શોધ જે/yઅસ્તિત્વની પુષ્ટિ કરી સાથે-ક્વાર્ક અને છેવટે દરેકને ક્વાર્ક મોડેલ અને સિદ્ધાંત બંનેમાં વિશ્વાસ કરાવ્યો જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને નબળા દળોને જોડે છે ( નીચે જુઓ).

બીજી અને ત્રીજી પેઢીના કણો પ્રથમ કરતા ઓછા વાસ્તવિક નથી. સાચું, ઉદ્ભવ્યા પછી, એક સેકન્ડના મિલિયનમાં અથવા અબજમા ભાગમાં તેઓ પ્રથમ પેઢીના સામાન્ય કણોમાં ક્ષીણ થઈ જાય છે: ઇલેક્ટ્રોન, ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રિનો અને તે પણ અને- અને ડી-ક્વાર્ક. કુદરતમાં કણોની ઘણી પેઢીઓ શા માટે છે તે પ્રશ્ન હજુ પણ એક રહસ્ય છે.

ક્વાર્ક અને લેપ્ટોનની વિવિધ પેઢીઓ ઘણીવાર કણોના વિવિધ "સ્વાદ" તરીકે બોલાય છે (જે, અલબત્ત, કંઈક અંશે તરંગી છે). તેમને સમજાવવાની જરૂરિયાતને "સ્વાદ" સમસ્યા કહેવામાં આવે છે.

બોસોન્સ અને ફર્મોન્સ, ફીલ્ડ અને મેટર

કણો વચ્ચેનો એક મૂળભૂત તફાવત બોસોન અને ફર્મિઓન વચ્ચેનો તફાવત છે. બધા કણો આ બે મુખ્ય વર્ગોમાં વહેંચાયેલા છે. સમાન બોસોન્સ ઓવરલેપ અથવા ઓવરલેપ થઈ શકે છે, પરંતુ સમાન ફર્મિઓન્સ કરી શકતા નથી. સુપરપોઝિશન અલગ ઊર્જા અવસ્થાઓમાં થાય છે (અથવા થતું નથી) જેમાં ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ પ્રકૃતિને વિભાજિત કરે છે. આ અવસ્થાઓ અલગ કોષો જેવી છે જેમાં કણો મૂકી શકાય છે. તેથી, તમે એક કોષમાં તમને ગમે તેટલા સમાન બોસોન મૂકી શકો છો, પરંતુ માત્ર એક જ ફર્મિઓન.

ઉદાહરણ તરીકે, અણુના ન્યુક્લિયસની પરિભ્રમણ કરતા ઇલેક્ટ્રોન માટે આવા કોષો અથવા "અવસ્થા" ને ધ્યાનમાં લો. સૂર્યમંડળના ગ્રહોથી વિપરીત, ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમો અનુસાર, ઇલેક્ટ્રોન કોઈપણ લંબગોળ ભ્રમણકક્ષામાં પરિભ્રમણ કરી શકતું નથી; તેના માટે ફક્ત "ગતિની સ્થિતિ" ની એક અલગ શ્રેણી છે. ઇલેક્ટ્રોનથી ન્યુક્લિયસ સુધીના અંતર અનુસાર જૂથબદ્ધ આવા રાજ્યોના સેટ કહેવામાં આવે છે ભ્રમણકક્ષા. પ્રથમ ભ્રમણકક્ષામાં ભિન્ન કોણીય વેગ સાથે બે અવસ્થાઓ હોય છે અને તેથી, બે માન્ય કોષો હોય છે, અને ઉચ્ચ ભ્રમણકક્ષામાં આઠ કે તેથી વધુ કોષો હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોન ફર્મિઓન હોવાથી, દરેક કોષમાં માત્ર એક ઇલેક્ટ્રોન હોઈ શકે છે. આનાથી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિણામો આવે છે - તમામ રસાયણશાસ્ત્ર, કારણ કે પદાર્થોના રાસાયણિક ગુણધર્મો અનુરૂપ અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો તમે ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યામાં એક દ્વારા વધારો કરવાના ક્રમમાં તત્વોની સામયિક સિસ્ટમમાંથી પસાર થશો (ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પણ તે મુજબ વધશે), તો પ્રથમ બે ઇલેક્ટ્રોન પ્રથમ ભ્રમણકક્ષા પર કબજો કરશે, આગામી આઠ બીજામાં સ્થિત થશે, વગેરે. પરમાણુના ઈલેક્ટ્રોનિક બંધારણમાં તત્વથી તત્વ સુધીનો આ સતત ફેરફાર તેમની પેટર્ન નક્કી કરે છે રાસાયણિક ગુણધર્મો.

જો ઇલેક્ટ્રોન બોસોન હોત, તો અણુમાંના તમામ ઇલેક્ટ્રોન ન્યૂનતમ ઊર્જાને અનુરૂપ સમાન ભ્રમણકક્ષા પર કબજો કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, બ્રહ્માંડમાં તમામ પદાર્થોના ગુણધર્મો સંપૂર્ણપણે અલગ હશે, અને બ્રહ્માંડ જે સ્વરૂપમાં આપણે જાણીએ છીએ તે અશક્ય હશે.

બધા લેપ્ટોન્સ - ઇલેક્ટ્રોન, મ્યુઓન, ટાઉ લેપ્ટોન અને તેમના અનુરૂપ ન્યુટ્રિનો - ફર્મિઓન છે. ક્વાર્ક વિશે પણ એવું જ કહી શકાય. આમ, બ્રહ્માંડના મુખ્ય ફિલર, તેમજ અદ્રશ્ય ન્યુટ્રિનો, "દ્રવ્ય" રચતા તમામ કણો ફર્મિઓન છે. આ તદ્દન નોંધપાત્ર છે: ફર્મિઓન્સ ભેગા થઈ શકતા નથી, તેથી તે જ ભૌતિક વિશ્વમાં પદાર્થોને લાગુ પડે છે.

તે જ સમયે, તમામ "ગેજ કણો" કે જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી સામગ્રીના કણો વચ્ચે વિનિમય થાય છે અને જે દળોનું ક્ષેત્ર બનાવે છે ( ઉપર જુવો), બોસોન છે, જે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, ઘણા ફોટોન એક રાજ્યમાં હોઈ શકે છે, ચુંબકની આસપાસ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવે છે અથવા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની આસપાસ. આનો આભાર, લેસર પણ શક્ય છે.

સ્પિન.

બોસોન અને ફર્મિઓન વચ્ચેનો તફાવત એ પ્રાથમિક કણોની બીજી લાક્ષણિકતા સાથે સંકળાયેલો છે - સ્પિન. આશ્ચર્યજનક લાગે છે, બધું મૂળભૂત કણોતેમની પોતાની કોણીય ગતિ હોય છે અથવા, વધુ સરળ રીતે કહીએ તો, તેમની પોતાની ધરીની આસપાસ ફેરવો. આવેગનો કોણ એ રોટેશનલ ગતિની લાક્ષણિકતા છે, જેમ કે અનુવાદની ગતિના કુલ આવેગ. કોઈપણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં, કોણીય વેગ અને વેગ સાચવવામાં આવે છે.

માઇક્રોકોઝમમાં, કોણીય વેગનું પરિમાણ કરવામાં આવે છે, એટલે કે. અલગ મૂલ્યો લે છે. માપનના યોગ્ય એકમોમાં, લેપ્ટોન અને ક્વાર્કની સ્પિન 1/2 હોય છે, અને ગેજ કણોની સ્પિન 1 હોય છે (ગ્રેવિટોન સિવાય, જે હજુ સુધી પ્રાયોગિક રીતે જોવામાં આવ્યું નથી, પરંતુ સૈદ્ધાંતિક રીતે 2 સ્પિન હોવું જોઈએ). લેપ્ટોન્સ અને ક્વાર્ક ફર્મિઓન હોવાથી, અને ગેજ કણો બોસોન છે, તેથી આપણે ધારી શકીએ કે "ફર્મિઓનિસિટી" સ્પિન 1/2 સાથે સંકળાયેલ છે, અને "બોસોનિસિટી" સ્પિન 1 (અથવા 2) સાથે સંકળાયેલ છે. ખરેખર, પ્રયોગ અને સિદ્ધાંત બંને પુષ્ટિ કરે છે કે જો કોઈ કણ અડધા પૂર્ણાંક સ્પિન ધરાવે છે, તો તે ફર્મિઓન છે, અને જો તેમાં પૂર્ણાંક સ્પિન છે, તો તે બોઝોન છે.

ગેજ સિદ્ધાંતો અને ભૂમિતિ

તમામ કિસ્સાઓમાં, ફર્મિઓન વચ્ચે બોસોન્સના વિનિમયને કારણે દળો ઉદ્ભવે છે. આમ, બે ક્વાર્ક (ક્વાર્ક - ફર્મિઓન્સ) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું રંગ બળ ગ્લુઅન્સના વિનિમયને કારણે ઉદ્ભવે છે. સમાન વિનિમય પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને અણુ ન્યુક્લીમાં સતત થાય છે. એ જ રીતે, ઇલેક્ટ્રોન અને ક્વાર્ક વચ્ચે વિનિમય થયેલ ફોટોન વિદ્યુત આકર્ષક બળો બનાવે છે જે અણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, અને લેપ્ટોન અને ક્વાર્ક વચ્ચે વિનિમય થયેલ મધ્યવર્તી વેક્ટર બોસોન તારાઓમાં થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રોટોનને ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર નબળા દળો બનાવે છે.

આ વિનિમય પાછળનો સિદ્ધાંત ભવ્ય, સરળ અને કદાચ સાચો છે. તે કહેવાય છે ગેજ સિદ્ધાંત. પરંતુ હાલમાં માત્ર મજબૂત, નબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના સ્વતંત્ર ગેજ સિદ્ધાંતો છે અને સમાન, કંઈક અંશે અલગ હોવા છતાં, ગુરુત્વાકર્ષણનો ગેજ સિદ્ધાંત છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ શારીરિક સમસ્યાઓ પૈકીની એક આ વ્યક્તિગત સિદ્ધાંતોને એક અને તે જ સમયે સરળ સિદ્ધાંતમાં ઘટાડી દેવાની છે, જેમાં તે બધા એક જ વાસ્તવિકતાના વિવિધ પાસાઓ બની જશે - જેમ કે સ્ફટિકના ચહેરાઓ.

કોષ્ટક 3. કેટલાક હેડરોન્સ
કોષ્ટક 3. કેટલાક હેડરોન્સ
કણ પ્રતીક કવાર્ક રચના * આરામ સમૂહ, MeV/ સાથે 2 ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ
બેરિયન્સ
પ્રોટોન પી uud 938 +1
ન્યુટ્રોન n udd 940 0
ઓમેગા માઈનસ ડબલ્યુ - sss 1672 –1
મેસોન્સ
પી-પ્લસ પી + u 140 +1
પી માઈનસ પી du 140 –1
ફાઈ f 1020 0
જેપી જે/y 3100 0
અપસિલોન Ў b 9460 0
* કવાર્ક રચના: u- ટોચ; ડી- નીચેનું; s- વિચિત્ર; c- સંમોહિત; b- સુંદર. પ્રાચીન વસ્તુઓ અક્ષરની ઉપરની રેખા દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

ગેજ સિદ્ધાંતોમાં સૌથી સરળ અને સૌથી જૂની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો ગેજ સિદ્ધાંત છે. તેમાં, ઇલેક્ટ્રોનના ચાર્જની તુલના તેનાથી દૂરના અન્ય ઇલેક્ટ્રોનના ચાર્જ સાથે (માપાંકિત) કરવામાં આવે છે. તમે શુલ્કની તુલના કેવી રીતે કરી શકો? તમે, ઉદાહરણ તરીકે, બીજા ઇલેક્ટ્રોનને પ્રથમની નજીક લાવી શકો છો અને તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળોની તુલના કરી શકો છો. પરંતુ શું ઈલેક્ટ્રોન જ્યારે અવકાશમાં બીજા બિંદુ પર જાય છે ત્યારે તેનો ચાર્જ બદલાતો નથી? તપાસવાનો એકમાત્ર રસ્તો એ છે કે નજીકના ઇલેક્ટ્રોનથી દૂર સુધી સિગ્નલ મોકલો અને તે કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે તે જુઓ. સિગ્નલ એક ગેજ કણ છે - એક ફોટોન. દૂરના કણો પર ચાર્જ ચકાસવા માટે સક્ષમ થવા માટે, ફોટોનની જરૂર છે.

ગાણિતિક રીતે, આ સિદ્ધાંત અત્યંત સચોટ અને સુંદર છે. ઉપર વર્ણવેલ "ગેજ સિદ્ધાંત" પરથી તમામ ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનો ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત), તેમજ સિદ્ધાંતને અનુસરે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રમેક્સવેલ એ 19મી સદીની સૌથી મોટી વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધિઓમાંની એક છે.

શા માટે આટલો સરળ સિદ્ધાંત આટલો ફળદાયી છે? દેખીતી રીતે, તે અમુક પ્રકારના સહસંબંધને વ્યક્ત કરે છે વિવિધ ભાગોબ્રહ્માંડ, બ્રહ્માંડમાં માપન કરવાની મંજૂરી આપે છે. ગાણિતિક દ્રષ્ટિએ, ક્ષેત્રને ભૌમિતિક રીતે કેટલીક કલ્પનાશીલ "આંતરિક" જગ્યાની વક્રતા તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે. ચાર્જ માપવા એ કણની આસપાસના કુલ "આંતરિક વળાંક"ને માપવા છે. મજબૂત અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના ગેજ સિદ્ધાંતો માત્ર અનુરૂપ ચાર્જના આંતરિક ભૌમિતિક "સંરચનામાં" ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ગેજ સિદ્ધાંતથી અલગ પડે છે. આ આંતરિક જગ્યા બરાબર ક્યાં છે તે પ્રશ્નનો જવાબ બહુ-પરિમાણીય એકીકૃત ક્ષેત્ર સિદ્ધાંતો દ્વારા મેળવવાની કોશિશ કરવામાં આવી છે, જેની અહીં ચર્ચા કરવામાં આવી નથી.

કોષ્ટક 4. મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ
ક્રિયાપ્રતિક્રિયા 10-13 સે.મી.ના અંતરે સંબંધિત તીવ્રતા ક્રિયાની ત્રિજ્યા ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વાહક વાહક આરામ સમૂહ, MeV/ સાથે 2 વાહક સ્પિન
મજબૂત 1 ગ્લુઓન 0 1
ઇલેક્ટ્રો-
ચુંબકીય
0,01 Ґ ફોટોન 0 1
નબળા 10 –13 ડબલ્યુ + 80400 1
ડબલ્યુ 80400 1
ઝેડ 0 91190 1
ગુરુત્વાકર્ષણ-
રાષ્ટ્રીય
10 –38 Ґ ગ્રેવિટોન 0 2

પાર્ટિકલ ફિઝિક્સ હજી પૂર્ણ થયું નથી. ઉપલબ્ધ ડેટા કણો અને દળોની પ્રકૃતિ તેમજ અવકાશ અને સમયની સાચી પ્રકૃતિ અને પરિમાણને સંપૂર્ણ રીતે સમજવા માટે પૂરતો છે કે કેમ તે હજુ પણ સ્પષ્ટ નથી. શું આપણે આ માટે 10 15 GeV ની ઉર્જા સાથે પ્રયોગોની જરૂર છે, અથવા વિચારના પ્રયત્નો પૂરતા હશે? હજુ સુધી કોઈ જવાબ નથી. પરંતુ અમે વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ કે અંતિમ ચિત્ર સરળ, ભવ્ય અને સુંદર હશે. શક્ય છે કે ત્યાં ઘણા બધા મૂળભૂત વિચારો ન હોય: ગેજ સિદ્ધાંત, ઉચ્ચ પરિમાણોની જગ્યાઓ, પતન અને વિસ્તરણ, અને સૌથી ઉપર, ભૂમિતિ.

એકમો ભૌતિક જથ્થોમાઇક્રોવર્લ્ડમાં બનતી ઘટનાઓનું વર્ણન કરતી વખતે, તેઓ મૂળભૂત અને વ્યુત્પન્નમાં વિભાજિત થાય છે, જે ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોના ગાણિતિક સંકેત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
તમામ ભૌતિક ઘટનાઓ અવકાશ અને સમયમાં થાય છે તે હકીકતને કારણે, મૂળભૂત એકમોને મુખ્યત્વે લંબાઈ અને સમયના એકમો તરીકે લેવામાં આવે છે, ત્યારબાદ દળના એકમને અનુસરવામાં આવે છે. મૂળભૂત એકમો: લંબાઈ l, સમય t, માસ m - ચોક્કસ પરિમાણ પ્રાપ્ત કરો. વ્યુત્પન્ન એકમોના પરિમાણો ચોક્કસ ભૌતિક નિયમોને વ્યક્ત કરતા સૂત્રો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
મુખ્ય ભૌતિક એકમોના કદ પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી વ્યવહારમાં તેનો ઉપયોગ કરવો અનુકૂળ હોય.
SI સિસ્ટમમાં નીચેના પરિમાણો સ્વીકારવામાં આવે છે: લંબાઈ [ l] = m (મીટર), સમય [t] = s (સેકન્ડ), માસ [t] = kg (કિલોગ્રામ).
CGS સિસ્ટમમાં, નીચેના પરિમાણો મૂળભૂત એકમો માટે સ્વીકારવામાં આવે છે: લંબાઈ [/] = cm (સેન્ટીમીટર), સમય [t] = s (સેકન્ડ) અને માસ [t] = g (ગ્રામ). માઇક્રોકોઝમમાં બનતી ઘટનાઓનું વર્ણન કરવા માટે, SI અને CGS બંને એકમોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
ચાલો માઇક્રોવર્લ્ડની ઘટનામાં લંબાઈ, સમય અને સમૂહની તીવ્રતાના ઓર્ડરનો અંદાજ લગાવીએ.
SI અને GHS એકમોની સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત આંતરરાષ્ટ્રીય પ્રણાલીઓ ઉપરાંત, સાર્વત્રિક ભૌતિક સ્થિરાંકોના આધારે, "એકમોની કુદરતી પ્રણાલીઓ" નો પણ ઉપયોગ થાય છે. એકમોની આ સિસ્ટમો ખાસ કરીને સંબંધિત છે અને વિવિધ ભૌતિક સિદ્ધાંતોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. એકમોની પ્રાકૃતિક પ્રણાલીમાં, મૂળભૂત સ્થિરાંકોને મૂળભૂત એકમો તરીકે લેવામાં આવે છે: શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ − c, પ્લાન્કનું અચલ − ћ, ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિરાંક G N, બોલ્ટ્ઝમેનનું સતત − k: એવોગાડ્રોની સંખ્યા − N A, વગેરે. કુદરતી સિસ્ટમમાં પ્લાન્ક એકમોમાં તે સ્વીકારવામાં આવે છે c = ћ = G N = k = 1. એકમોની આ સિસ્ટમનો ઉપયોગ બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાનમાં એવી પ્રક્રિયાઓનું વર્ણન કરવા માટે થાય છે જેમાં ક્વોન્ટમ અને ગુરુત્વાકર્ષણ અસરો વારાફરતી નોંધપાત્ર હોય છે (બ્લેક હોલ્સના સિદ્ધાંતો, પ્રારંભિક બ્રહ્માંડના સિદ્ધાંતો).
એકમોની કુદરતી પ્રણાલીમાં, લંબાઈના કુદરતી એકમની સમસ્યા હલ થાય છે. આને કોમ્પટન તરંગલંબાઇ λ 0 ગણી શકાય, જે M: λ 0 = ћ/Мс કણના દળ દ્વારા નક્કી થાય છે.
લંબાઈઑબ્જેક્ટનું કદ દર્શાવે છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોન માટે, ક્લાસિકલ ત્રિજ્યા r 0 = e 2 /m e c 2 = 2.81794·10 -13 cm (e, m e - ઇલેક્ટ્રોનનો ચાર્જ અને સમૂહ) છે. ઇલેક્ટ્રોનની ક્લાસિકલ ત્રિજ્યાનો અર્થ ચાર્જ e સાથે ચાર્જ થયેલ બોલની ત્રિજ્યાનો અર્થ છે (વિતરણ ગોળાકાર રીતે સપ્રમાણ છે), જેના પર બોલના ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્રની ઉર્જા ε = γе 2 /r 0 બાકીના સમાન છે. ઇલેક્ટ્રોન m e c 2 ની ઊર્જા (પ્રકાશના થોમ્પસન સ્કેટરિંગને ધ્યાનમાં લેતી વખતે વપરાય છે).
બોહર ભ્રમણકક્ષાની ત્રિજ્યાનો પણ ઉપયોગ થાય છે. તેને ન્યુક્લિયસથી અંતર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે જેના પર ઇલેક્ટ્રોન અણઉત્તેજિત હાઇડ્રોજન અણુમાં જોવા મળે છે.
a 0 = ћ 2 /m e e 2 (SGS સિસ્ટમમાં) અને a 0 = (α/4π)R = 0.529·10 -10 m (SI સિસ્ટમમાં), α = 1/137.
ન્યુક્લિયોન કદ r ≈ 10 -13 સેમી (1 ફેમટોમીટર). અણુ પ્રણાલીઓના લાક્ષણિક પરિમાણો 10 -8 છે, પરમાણુ પ્રણાલીઓ 10 -12 ÷ 10 -13 સે.મી.
સમય
વિશાળ શ્રેણીમાં બદલાય છે અને તેને અંતર R ના ગુણોત્તર અને ઑબ્જેક્ટ v ની ઝડપ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સૂક્ષ્મ પદાર્થો માટે τ પોઈઝન = R/v = 5·10 -12 cm/10 9 cm/s ~ 5·10 -22 s;
τ તત્વ h = 10 -13 cm/3·10 10 cm/s = 3·10 -24 s.
માસપદાર્થો 0 થી M માં બદલાય છે. આમ, ઇલેક્ટ્રોનનું દળ m e ≈ 10 -27 g, પ્રોટોનનું દળ
m р ≈ 10 -24 ગ્રામ (SGS સિસ્ટમ). અણુ અને પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વપરાતો એક અણુ સમૂહ એકમ, 1 amu. કાર્બન અણુ સમૂહના એકમોમાં = M(C)/12.
માઇક્રો-ઓબ્જેક્ટ્સની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનો સમાવેશ થાય છે, તેમજ પ્રાથમિક કણોને ઓળખવા માટે જરૂરી લાક્ષણિકતાઓનો સમાવેશ થાય છે.
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કણો Q સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જના એકમોમાં માપવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ચાર્જ e = 1.6·10 -19 કૂલમ્બ્સ. મુક્ત સ્થિતિમાં કણો માટે, Q/e = ±1.0, અને ક્વાર્ક કે જે હેડ્રોનનો ભાગ છે, Q/e = ±2/3 અને ±1/3.
ન્યુક્લિયસમાં, ન્યુક્લિયસમાં રહેલા પ્રોટોન Zની સંખ્યા દ્વારા ચાર્જ નક્કી કરવામાં આવે છે. દ્વારા પ્રોટોન ચાર્જ સંપૂર્ણ મૂલ્યઇલેક્ટ્રોનના ચાર્જ સમાન.
પ્રાથમિક કણોને ઓળખવા માટે તમારે જાણવાની જરૂર છે:
હું - આઇસોટોપિક સ્પિન;
J - આંતરિક કોણીય ગતિ - સ્પિન;
પી - અવકાશી સમાનતા;
સી - ચાર્જ પેરિટી;
જી − જી પેરિટી.
આ માહિતી ફોર્મ્યુલા I G (J PC) ના સ્વરૂપમાં લખાયેલ છે.
સ્પિન− કણની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓમાંની એક, જેના માપન માટે મૂળભૂત પ્લાન્ક સ્થિરાંક h અથવા ћ = h/2π = 1.0544·10 -27 [erg-s] નો ઉપયોગ થાય છે. બોસોન્સ એકમોમાં પૂર્ણાંક સ્પિન ધરાવે છે ћ: (0,1, 2,...)ћ, ફર્મિઓન્સમાં અડધા પૂર્ણાંક સ્પિન હોય છે (1/2, 3/2,... .)ћ. સુપરસિમેટ્રિક કણોના વર્ગમાં, ફર્મિઓન્સ અને બોસોન્સના સ્પિન મૂલ્યો વિપરીત છે.

ચોખા. આકૃતિ 4 r = 1 સે.મી. ત્રિજ્યાવાળા વર્તુળમાં v = 1 cm/s ની ઝડપે ગતિ કરતા દળ m = 1 g સાથેના કણના કોણીય ગતિના શાસ્ત્રીય ખ્યાલ સાથે સામ્યતા દ્વારા સ્પિન J નો ભૌતિક અર્થ સમજાવે છે. શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રમાં , કોણીય વેગ J = mvr = L (L એ ભ્રમણકક્ષાની ગતિ છે). ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં, વર્તુળમાં ફરતા પદાર્થના સમાન પરિમાણો માટે J = = 10 27 ћ = 1 erg·s, જ્યાં ћ = 1.05·10 -27 erg·s.
પ્રાથમિક કણના સ્પિનના તેના વેગની દિશામાં પ્રક્ષેપણને હેલિસિટી કહેવામાં આવે છે. મનસ્વી સ્પિન સાથે દળવિહીન કણની હેલિકિટી માત્ર બે મૂલ્યો લે છે: કણની ગતિની દિશા સાથે અથવા તેની વિરુદ્ધ. ફોટોન માટે, હેલિસિટીના સંભવિત મૂલ્યો ±1 ની બરાબર છે, એક માસ વિનાના ન્યુટ્રિનો માટે, હેલિસિટી ±1/2 ની બરાબર છે.
અણુ ન્યુક્લિયસના સ્પિન કોણીય વેગને ક્વોન્ટમ સિસ્ટમ બનાવતા પ્રાથમિક કણોના સ્પિનના વેક્ટર સરવાળો અને સિસ્ટમમાં તેમની ગતિને કારણે આ કણોની ભ્રમણકક્ષાની કોણીય ક્ષણો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. ઓર્બિટલ વેગ ||, અને સ્પિન વેગ || અલગ અર્થ મેળવો. ઓર્બિટલ વેગ || = ћ[ l(l+1)] 1/2, જ્યાં l− ઓર્બિટલ ક્વોન્ટમ નંબર (મૂલ્યો 0, 1,2,... લઈ શકે છે), આંતરિક કોણીય ગતિ || = ћ 1/2 જ્યાં s એ સ્પિન ક્વોન્ટમ નંબર છે (શૂન્ય, પૂર્ણાંક અથવા અર્ધ-પૂર્ણાંક મૂલ્યો J લઈ શકે છે, કુલ કોણીય વેગ સરવાળો + = .
વ્યુત્પન્ન એકમોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: કણ ઊર્જા, ઝડપ, સાપેક્ષ કણો માટે ઝડપ બદલવી, ચુંબકીય ક્ષણ વગેરે.
ઉર્જાઆરામ પર કણ: E = mc 2 ; ફરતા કણ: E = m 2 c 4 + p 2 c 2.
બિન-સાપેક્ષિક કણો માટે: E = mc 2 + p 2/2m; સાપેક્ષવાદી કણો માટે, દળ m = 0 સાથે: E = સરેરાશ.
ઉર્જા એકમો - eV, keV, MeV, GeV, TeV, ... 1 GeV = 10 9 eV, 1 TeV = 10 12 eV,
1 eV = 1.6·10 -12 અર્ગ.
કણ ઝડપ β = v/c, જ્યાં c = 3·10 10 cm/s એ પ્રકાશની ગતિ છે. કણની ગતિ આ નક્કી કરે છે સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાકણ γ = 1/(1-β 2) 1/2 = E/mc 2 ના લોરેન્ટ્ઝ પરિબળ તરીકે. હંમેશા γ > 1- બિન-સાપેક્ષવાદી કણો માટે 1< γ < 2, а для релятивистских частиц γ > 2.
ઉચ્ચ-ઊર્જા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, કણ β નો વેગ 1 ની નજીક હોય છે અને સાપેક્ષવાદી કણો માટે તે નક્કી કરવું મુશ્કેલ છે. તેથી, ઝડપને બદલે, ઝડપ y નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે y = (1/2)ln[(1+β)/(1-β)] = (1/2)ln[(E) દ્વારા ઝડપ સાથે સંબંધિત છે. +p)/(E-p)]. ઝડપ 0 થી ∞ સુધી બદલાય છે.

કણ વેગ અને ઝડપીતા વચ્ચેનો કાર્યાત્મક સંબંધ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 5. β → 1, E → p પર સાપેક્ષતાવાદી કણો માટે, પછી આપણે ઝડપીતાને બદલે સ્યુડો-રેપિડીટી η નો ઉપયોગ કરી શકીએ છીએ, જે કણના પ્રસ્થાન કોણ θ, η = (1/2)ln tan(θ/2) દ્વારા નક્કી થાય છે. . ઝડપથી વિપરીત, ઝડપ એક ઉમેરણ જથ્થો છે, એટલે કે. y 2 = y 0 + y 1 કોઈપણ સંદર્ભની ફ્રેમ માટે અને કોઈપણ સાપેક્ષવાદી અને બિન-સાપેક્ષવાદી કણો માટે.
ચુંબકીય ક્ષણ μ = Iπr 2 /c, જ્યાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના પરિભ્રમણને કારણે વર્તમાન I = ev/2πr ઉદભવે છે. આમ, કોઈપણ ચાર્જ થયેલ કણમાં ચુંબકીય ક્ષણ હોય છે. ઇલેક્ટ્રોનની ચુંબકીય ક્ષણને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, બોહર મેગ્નેટોનનો ઉપયોગ થાય છે
μ B = eћ/2m e c = 0.5788·10 -14 MeV/G, ઇલેક્ટ્રોન ચુંબકીય ક્ષણ = g·μ B ·. ગુણાંક જીને ગાયરોમેગ્નેટિક ગુણોત્તર કહેવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન માટે g = /μ B · = 2, કારણ કે J = ћ/2, = μ B પૂરી પાડવામાં આવેલ છે કે ઇલેક્ટ્રોન એક બિંદુ-જેવા બંધારણ વિનાનું કણ છે. જીરોમેગ્નેટિક રેશિયો g કણની રચના વિશેની માહિતી ધરાવે છે. લેપ્ટોન્સ સિવાયના કણોની રચનાનો અભ્યાસ કરવાના હેતુથી પ્રયોગોમાં જથ્થા (g − 2) માપવામાં આવે છે. લેપ્ટોન્સ માટે, આ મૂલ્ય ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સુધારાની ભૂમિકા સૂચવે છે (વધુ વિભાગ 7.1 જુઓ).
ન્યુક્લિયર ફિઝિક્સમાં, ન્યુક્લિયર મેગ્નેટોનનો ઉપયોગ μi = eћ/2m p c થાય છે, જ્યાં m p એ પ્રોટોન સમૂહ છે.

2.1.1. હેવિસાઇડ સિસ્ટમ અને જીએચએસ સિસ્ટમ સાથે તેનું જોડાણ

હેવિસાઇડ સિસ્ટમમાં, પ્રકાશ c અને પ્લાન્કના સતત ћની ગતિ એકતા સમાન હોવાનું માનવામાં આવે છે, એટલે કે. с = ћ = 1. માપનના મુખ્ય એકમો ઊર્જા એકમો − MeV અથવા MeV -1 છે, જ્યારે GHS સિસ્ટમમાં માપનના મુખ્ય એકમો [g, cm, s] છે. પછી, સંબંધોનો ઉપયોગ કરીને: E = mc 2 = m = MeV, l= ћ/mc = MeV -1, t = ћ/mc 2 = MeV -1, અમે હેવિસાઇડ સિસ્ટમ અને SGS સિસ્ટમ વચ્ચેનું જોડાણ ફોર્મમાં મેળવીએ છીએ:
  • m(g) = m(MeV) 2 10 -27,
  • l(cm) = l(MeV -1) 2 10 -11 ,
  • t (s) = t (MeV -1) b.b 10 -22.

હેવિસાઇડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ માઇક્રોકોઝમમાં બનતી ઘટનાઓનું વર્ણન કરવા માટે ઉચ્ચ-ઉર્જા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં થાય છે, અને તે કુદરતી સ્થિરાંકો c અને ћના ઉપયોગ પર આધારિત છે, જે સાપેક્ષ અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં નિર્ણાયક છે.
ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન માટે CGS સિસ્ટમમાં અનુરૂપ જથ્થાના આંકડાકીય મૂલ્યો કોષ્ટકમાં આપવામાં આવ્યા છે. 3 અને એક સિસ્ટમમાંથી બીજી સિસ્ટમમાં જવા માટે વાપરી શકાય છે.

કોષ્ટક 3. ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન માટે CGS સિસ્ટમમાં જથ્થાના આંકડાકીય મૂલ્યો

2.1.2. પ્લાન્ક (કુદરતી) એકમો

ગુરુત્વાકર્ષણ અસરોને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, પ્લાન્ક સ્કેલ ઊર્જા, સમૂહ, લંબાઈ અને સમયને માપવા માટે રજૂ કરવામાં આવે છે. જો કોઈ વસ્તુની ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા તેની કુલ ઊર્જા જેટલી હોય, એટલે કે.

તે
લંબાઈ = 1.6·10 -33 સેમી,
સમૂહ = 2.2·10 -5 g = 1.2·10 19 GeV,
સમય = 5.4·10 -44 સે,
જ્યાં = 6.67·10 -8 સેમી 2 ·g -1 ·s -2 .

જ્યારે કોઈ પદાર્થની ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા તેની કુલ ઊર્જા સાથે તુલનાત્મક હોય ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ અસરો નોંધપાત્ર હોય છે.

2.2. પ્રાથમિક કણોનું વર્ગીકરણ

"પ્રાથમિક કણ" ની વિભાવના માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરે પદાર્થની રચનાની સ્વતંત્ર પ્રકૃતિની સ્થાપના સાથે બનાવવામાં આવી હતી.

અણુઓ → ન્યુક્લી → ન્યુક્લિયન → પાર્ટોન્સ (ક્વાર્ક અને ગ્લુઓન્સ)

IN આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર"પ્રાથમિક કણો" શબ્દનો ઉપયોગ નાનાના મોટા જૂથને નામ આપવા માટે થાય છે અવલોકન કર્યુંપદાર્થના કણો. કણોનું આ જૂથ ખૂબ વ્યાપક છે: p પ્રોટોન, n ન્યુટ્રોન, π- અને K-મેસોન્સ, હાયપરન, ચાર્મ્ડ કણો (J/ψ...) અને ઘણા પડઘો (કુલમાં
~ 350 કણો). આ કણોને "હેડ્રોન" કહેવામાં આવે છે.
તે બહાર આવ્યું છે કે આ કણો પ્રાથમિક નથી, પરંતુ સંયુક્ત પ્રણાલીઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જેનાં ઘટકો ખરેખર પ્રાથમિક છે અથવા, જેમ કે તેઓ કહેવામાં આવે છે, " મૂળભૂત " કણો - પાર્ટન્સ, પ્રોટોનની રચનાનો અભ્યાસ કરતી વખતે શોધાયેલ. પાર્ટન્સના ગુણધર્મોના અભ્યાસથી તેમની સાથે ઓળખવાનું શક્ય બન્યું ક્વાર્કઅને ગ્લુઓન્સઅવલોકનક્ષમ પ્રાથમિક કણોનું વર્ગીકરણ કરતી વખતે Gell-Mann અને Zweig દ્વારા ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. સ્પિન J = 1/2 સાથે ક્વાર્ક ફર્મિઓન હોવાનું બહાર આવ્યું. તેમને અપૂર્ણાંક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ અને બેરીયોન નંબર B = 1/3 સોંપવામાં આવ્યા હતા, કારણ કે B = 1 સાથેના બેરીયોનમાં ત્રણ ક્વાર્ક હોય છે. વધુમાં, કેટલાક બેરીયોન્સના ગુણધર્મોને સમજાવવા માટે, નવો ક્વોન્ટમ નંબર - રંગ રજૂ કરવો જરૂરી બન્યો. દરેક ક્વાર્કમાં ત્રણ રંગ અવસ્થાઓ હોય છે, જે સૂચકાંકો 1, 2, 3 અથવા લાલ (R), લીલો (G) અને વાદળી (B) શબ્દો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. રંગ કોઈ પણ રીતે અવલોકન કરેલા હેડ્રોનમાં પ્રગટ થતો નથી અને માત્ર તેમની અંદર જ કામ કરે છે.
આજની તારીખમાં, ક્વાર્કના 6 ફ્લેવર્સ (પ્રકાર) શોધવામાં આવ્યા છે.
કોષ્ટકમાં 4 એક રંગ અવસ્થા માટે ક્વાર્કના ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

કોષ્ટક 4. ક્વાર્કના ગુણધર્મો

સુગંધ માસ, MeV/s 2 આઈ હું 3 Q q /e s સાથે b t
u ઉપર 330; (5) 1/2 1/2 2/3 0 0 0 0
ડી નીચે 340; (7) 1/2 -1/2 -1/3 0 0 0 0
વિચિત્ર છે 450; (150) 0 0 -1/3 -1 0 0 0
વશીકરણ સાથે 1500 0 0 2/3 0 1 0 0
b સુંદરતા 5000 0 0 -1/3 0 0 -1 0
t સત્ય 174000 0 0 2/3 0 0 0 1

ક્વાર્કના દરેક ફ્લેવર માટે, તેનું દળ સૂચવવામાં આવે છે (ઘટક ક્વાર્કનો સમૂહ અને વર્તમાન ક્વાર્કનો સમૂહ કૌંસમાં આપવામાં આવે છે), આઇસોટોપિક સ્પિન I અને આઇસોટોપિક સ્પિન I 3 નું 3જું પ્રક્ષેપણ, ક્વાર્ક ચાર્જ Q q / e અને ક્વોન્ટમ નંબરો s, c, b, t. આ ક્વોન્ટમ નંબરો સાથે, ક્વોન્ટમ નંબર હાઇપરચાર્જ Y = B + s + c + b+ t નો ઉપયોગ વારંવાર થાય છે. આઇસોટોપિક સ્પિન I 3 , ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ Q અને હાઇપરચાર્જ Y: Q = I 3 + (1/2)Y ના પ્રક્ષેપણ વચ્ચે જોડાણ છે.
દરેક ક્વાર્કમાં 3 રંગો હોવાથી, 18 ક્વાર્ક ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. ક્વાર્કની કોઈ રચના હોતી નથી.
તે જ સમયે, પ્રાથમિક કણોમાં કણોનો એક સંપૂર્ણ વર્ગ હતો જેને " લેપ્ટોન્સ"તેઓ પણ મૂળભૂત કણો છે, એટલે કે તેમની પાસે કોઈ માળખું નથી. તેમાંના છ છે: ત્રણ ચાર્જ્ડ e, μ, τ અને ત્રણ તટસ્થ ν e, ν μ, ν τ. લેપ્ટોન્સ માત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. લેપ્ટન્સ અને અર્ધ-પૂર્ણાંક સ્પિન સાથેના ક્વાર્ક J = (n+1/2)ћ, n = 0, 1,... મૂળભૂત ફર્મિઓન્સથી સંબંધિત છે. લેપ્ટોન અને ક્વાર્ક વચ્ચે આશ્ચર્યજનક સમપ્રમાણતા જોવા મળે છે: છ લેપ્ટોન અને છ ક્વાર્ક.
કોષ્ટકમાં આકૃતિ 5 મૂળભૂત ફર્મિઓનના ગુણધર્મો દર્શાવે છે: ઈલેક્ટ્રોન ચાર્જ અને પાર્ટિકલ માસ m ના એકમોમાં ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ Q i. લેપ્ટોન્સ અને ક્વાર્કને ત્રણ પેઢીઓ (I, II અને III) માં જોડવામાં આવે છે. દરેક પેઢી માટે, દરેક ક્વાર્ક માટે 3 રંગ ચાર્જને ધ્યાનમાં લેતા, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનો સરવાળો ∑Q i = 0. દરેક ફર્મિઓનમાં અનુરૂપ એન્ટિફર્મિઓન હોય છે.
કોષ્ટકમાં દર્શાવેલ કણોની વિશેષતાઓ ઉપરાંત, લેપ્ટોન માટે મહત્વની ભૂમિકા લેપ્ટોન સંખ્યાઓ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે: ઇલેક્ટ્રોન L e, e - માટે +1 ની બરાબર અને ν e, muonic L μ, μ - માટે +1 ની બરાબર. અને ν μ અને taonic L τ, τ માટે + 1 ની બરાબર - અને ν τ, જે ચોક્કસ પ્રતિક્રિયાઓમાં સામેલ લેપ્ટોનના સ્વાદને અનુરૂપ છે અને સંરક્ષિત માત્રામાં છે. લેપ્ટોન્સ માટે, બેરીયોન નંબર B = 0.

કોષ્ટક 5. મૂળભૂત ફર્મિઓનના ગુણધર્મો

આપણી આસપાસના પદાર્થમાં બિન-શૂન્ય દળના પ્રથમ પેઢીના ફર્મિઓનનો સમાવેશ થાય છે. બીજી અને ત્રીજી પેઢીના કણોનો પ્રભાવ પ્રારંભિક બ્રહ્માંડમાં પ્રગટ થયો. મૂળભૂત કણોમાં, મૂળભૂત ગેજ બોસોન્સ દ્વારા વિશેષ ભૂમિકા ભજવવામાં આવે છે, જેમાં સ્પિન J = nћ, n = 0, 1, ની પૂર્ણાંક આંતરિક ક્વોન્ટમ સંખ્યા હોય છે.... ગેજ બોસોન્સ ચાર પ્રકારની મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે જવાબદાર છે: મજબૂત ( gluon g), ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક (ફોટન γ) , નબળા (બોસોન્સ W ± , Z 0), ગુરુત્વાકર્ષણ (ગ્રેવિટોન G). તેઓ માળખા વિનાના, મૂળભૂત કણો પણ છે.
કોષ્ટકમાં 6 મૂળભૂત બોસોન્સના ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે ગેજ સિદ્ધાંતોમાં ફીલ્ડ ક્વોન્ટા છે.

કોષ્ટક 6. મૂળભૂત બોસોન્સના ગુણધર્મો

નામ ચાર્જ વજન સ્પિન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ
ગ્રેવિટોન, જી 0 0 2 ગુરુત્વાકર્ષણ
ફોટોન, γ 0 < 3·10 -27 эВ 1 ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક
ચાર્જ કરેલ વેક્ટર બોસોન, W ± ±1 80.419 GeV/s 2 1 નબળા
તટસ્થ વેક્ટર બોસોન, Z 0 0 91.188 GeV/s 2 1 નબળા
ગ્લુઓન્સ, જી 1 , ... , જી 8 0 0 0 મજબૂત
હિગ્સ, H 0 , H ± 0 > 100 GeV/s 2 0

ઓપન ગેજ બોસોન્સ γ, W ±, Z 0, g 1,..., g 8 ના ગુણધર્મો ઉપરાંત, કોષ્ટક અત્યાર સુધી શોધાયેલા બોસોન્સના ગુણધર્મો દર્શાવે છે: ગ્રેવિટોન G અને હિગ્સ બોસોન્સ H 0, H ±.
ચાલો હવે પ્રાથમિક મજબૂત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા કણોના સૌથી અસંખ્ય જૂથને ધ્યાનમાં લઈએ - હેડ્રોન, જેની રચનાને સમજાવવા માટે ક્વાર્કનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો.
હેડ્રોનને મેસોન્સ અને બેરીયોનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. મેસોન્સ ક્વાર્ક અને એન્ટિક્વાર્ક (q) થી બનેલ છે. બેરીયોન્સમાં ત્રણ ક્વાર્ક (q 1 q 2 q 3) હોય છે.
કોષ્ટકમાં 7 મુખ્ય હેડ્રોન્સના ગુણધર્મોની સૂચિ પ્રદાન કરે છે. (વિગતવાર કોષ્ટકો માટે, યુરોપિયન ફિઝિકલ જર્નલ સી, રેવ. ઓફ પાર્ટિકલ ફિઝ., v.15, નંબર 1 - 4, 2000 જુઓ.)

કોષ્ટક 7. હેડ્રોન્સના ગુણધર્મો

નામ માસ, MeV/s 2 જીવન સમય, એસ સડો સ્થિતિઓ કવાર્ક રચના
પિયોની π ±
1 - (0 -+) π 0
139.567 134.965

2.6·10 -8
0.83·10 -16

π ± → μ ± + ν
π 0 → γ + γ
(u), (d)
(u − d)/√2
η-મેસોન η 0
0 + (0 -+)
548.8 Г=1.18±0.11 keV η 0 → γ + γ; 3π 0
→π + + π -0 + π --
c 1 (u + d) + c 2 (s)
(યુ), (ઓ)
(d)
(d)
ડી ±
D0
1869.3
1864.5
10.69·10 -13
4.28·10 -13

D ± → e ± + X
ડી 0 → e + + X -

(c), (d)
(c)
F ± = 1969.3 4.36·10 -13 → ρ 0 + π ± (c, s)
B ±
બી 0
5277.6 5279.4 13.1·10 -13
13.1·10 -13
B ± → + π ±
B 0 →+ π -0 +
(યુ), (બી)
(d), (b)
b પ્રોટોન પી
ન્યુટ્રોન એન
938.3
939.5
> 10 33 વર્ષ
898 ±16

n → р + e - +
uud
udd
Λ 2.63·10 -10 Λ→p + π - uds
Σ +
Σ 0
Σ -
1189.4
1192
1197
0.8·10 -10
5.8·10 -20
1.48·10 -10
Σ + →p + π 0
Σ 0 → Λ+ γ
Σ - → n + π -
uus
uds
ડીડીએસ
Ξ 0
Ξ -
1314.9
1321
2.9·10 -10
1.64·10 -10
Ξ 0 → Λ+ π 0
Ξ - → Λ + π -
યુએસએસ
ડીએસએસ
Ω - 1672 0.8·10 -10 Ω - → Λ+ K - sss
Σ એસ
Σ с →+ π
→Ξ - π + π +
l - l
યુસીએસ
યુએસસી
ડીએસસી
udb

હેડ્રોનનું ક્વાર્ક માળખું બિન-વિચિત્ર હેડ્રોન કણોના આ મોટા જૂથમાં તફાવત કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જેમાં બિન-વિચિત્ર ક્વાર્ક (યુ, ડી), વિચિત્ર હેડ્રોન, જેમાં વિચિત્ર ક્વાર્ક, ચાર્મ્ડ હેડ્રોનનો સમાવેશ થાય છે જેમાં સી- ક્વાર્ક, બી-ક્વાર્ક સાથે પ્રીટી હેડ્રોન્સ (બોટમ હેડ્રોન્સ).
કોષ્ટક હેડ્રોનના માત્ર એક નાના ભાગના ગુણધર્મો રજૂ કરે છે: મેસોન્સ અને બેરીયોન્સ. તેમના સમૂહ, જીવનકાળ, મુખ્ય સડો સ્થિતિઓ અને ક્વાર્ક રચના બતાવવામાં આવે છે. મેસોન્સ માટે, બેરીયોન નંબર B = O અને લેપ્ટોન નંબર L = 0. બેરીયોન માટે, બેરીયોન નંબર B = 1, લેપ્ટોન નંબર L = 0. મેસોન્સ બોસોન્સ છે (પૂર્ણાંક સ્પિન), બેરીયોન્સ ફર્મિઓન છે (અર્ધ-પૂર્ણાંક સ્પિન) ).
હેડ્રોનના ગુણધર્મો વિશે વધુ વિચારણા કરવાથી આપણે તેમને સમાન ક્વોન્ટમ નંબરો (બેરીઓન નંબર, સ્પિન, આંતરિક સમાનતા, વિચિત્રતા) અને સમાન સમૂહ ધરાવતા કણોનો સમાવેશ કરીને તેમને આઇસોટોપિક ગુણાંકમાં જોડવાની મંજૂરી આપે છે, પરંતુ વિવિધ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથે. દરેક આઇસોટોપિક મલ્ટિપ્લેટ આઇસોટોપિક સ્પિન I દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે બહુવિધમાં સમાવિષ્ટ કણોની કુલ સંખ્યા 2I + 1 ની બરાબર નક્કી કરે છે. આઇસોસ્પિન મૂલ્યો 0, 1/2, 1, 3/2, 2, . .., એટલે કે આઇસોટોપિક સિંગલ, ડબલ, ટ્રિપલેટ, ક્વાર્ટેટ્સ વગેરેનું અસ્તિત્વ શક્ય છે. આમ, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન એક આઇસોટોપિક ડબલ, π + -, π - -, π 0 -મેસોન્સને આઇસોટોપિક ત્રિપુટી તરીકે ગણવામાં આવે છે.
માઇક્રોકોઝમમાં વધુ જટિલ પદાર્થો એટોમિક ન્યુક્લી છે. અણુ ન્યુક્લિયસમાં Z પ્રોટોન અને N ન્યુટ્રોનનો સમાવેશ થાય છે. સરવાળો Z + N = A એ આપેલ આઇસોટોપમાં ન્યુક્લિયન્સની સંખ્યા છે. ઘણી વખત કોષ્ટકો તમામ આઇસોટોપ પર સરેરાશ મૂલ્ય આપે છે, પછી તે અપૂર્ણાંક બને છે. ન્યુક્લીઓ જાણીતા છે જેના માટે દર્શાવેલ મૂલ્યો મર્યાદામાં છે: 1< А < 289, 1 < Z < 116.
ઉપર સૂચિબદ્ધ કણોને સ્ટાન્ડર્ડ મોડલના માળખામાં ગણવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે સ્ટાન્ડર્ડ મોડલની બહાર મૂળભૂત કણોનું બીજું જૂથ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે - સુપરસિમેટ્રિક કણો (SUSY). તેઓએ ફર્મિઓન અને બોસોન વચ્ચે સમપ્રમાણતા સુનિશ્ચિત કરવી જોઈએ. કોષ્ટકમાં 8 આ સમપ્રમાણતાના અપેક્ષિત ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

2.3. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સમસ્યા માટે ક્ષેત્ર અભિગમ

2.3.1 મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના ગુણધર્મો

પ્રાથમિક કણોની અથડામણ દરમિયાન થતી ભૌતિક ઘટનાઓની વિશાળ વિવિધતા માત્ર ચાર પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક, નબળા, મજબૂત અને ગુરુત્વાકર્ષણ. ક્વોન્ટમ થિયરીમાં, ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન આપેલ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે સંકળાયેલ ચોક્કસ ક્વોન્ટા (બોસોન્સ)ના વિનિમયના સંદર્ભમાં કરવામાં આવે છે.
કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને દૃષ્ટિની રીતે રજૂ કરવા માટે, અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી આર. ફેનમેને આકૃતિઓના ઉપયોગની દરખાસ્ત કરી, જેને તેનું નામ મળ્યું. જ્યારે બે કણો અથડાય છે ત્યારે ફેનમેન ડાયાગ્રામ કોઈપણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરે છે. પ્રક્રિયામાં સામેલ દરેક કણને ફેનમેન ડાયાગ્રામ પરની રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. રેખાનો મુક્ત ડાબો અથવા જમણો છેડો સૂચવે છે કે કણ અનુક્રમે પ્રારંભિક અથવા અંતિમ સ્થિતિમાં છે. આકૃતિઓમાં આંતરિક રેખાઓ (એટલે ​​કે લીટીઓ કે જેમાં મુક્ત છેડા નથી) કહેવાતા વર્ચ્યુઅલ કણોને અનુરૂપ છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા દરમિયાન બનાવેલા અને શોષાયેલા કણો છે. તેઓ વાસ્તવિક કણોથી વિપરીત, નોંધણી કરી શકાતા નથી. ડાયાગ્રામમાં કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ગાંઠો (અથવા શિરોબિંદુઓ) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો પ્રકાર કપ્લીંગ કોન્સ્ટન્ટ α દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેને આ રીતે લખી શકાય છે: α = g 2 /ћc, જ્યાં g એ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સ્ત્રોતનો ચાર્જ છે અને કણો વચ્ચે કાર્ય કરતા બળની મુખ્ય માત્રાત્મક લાક્ષણિકતા છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં α e = e 2 /ћc = 1/137.


ફિગ.6. ફેનમેન ડાયાગ્રામ.

ફેનમેન ડાયાગ્રામ (ફિગ. 6) ના રૂપમાં a + b →с + d પ્રક્રિયા આના જેવી દેખાય છે: R એ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સ્થિર α = g 2 /ћc દ્વારા નિર્ધારિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન કણો a અને b વચ્ચે વિનિમય થયેલ વર્ચ્યુઅલ કણ છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ત્રિજ્યાની સમાન અંતરે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની શક્તિનું લક્ષણ.
વર્ચ્યુઅલ કણમાં M x સમૂહ હોઈ શકે છે અને જ્યારે આ કણનું વિનિમય થાય છે, ત્યારે 4-મોમેન્ટમ t = −q 2 = Q 2 સ્થાનાંતરિત થાય છે.
કોષ્ટકમાં 9 લક્ષણો દર્શાવે છે વિવિધ પ્રકારોક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ . ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, જેમાં તમામ ચાર્જ થયેલા કણો અને ફોટોન વિષય છે, તેનો સંપૂર્ણ અને સતત અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો વાહક ફોટોન છે. વિદ્યુતચુંબકીય દળો માટે, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સ્થિરાંક આંકડાકીય રીતે બારીક બંધારણ સ્થિરાંક α e = e 2 /ћc = 1/137 સમાન છે.
સૌથી સરળ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રક્રિયાઓના ઉદાહરણો ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર, કોમ્પટન ઇફેક્ટ, ઇલેક્ટ્રોન-પોઝિટ્રોન જોડીની રચના અને ચાર્જ થયેલા કણો માટે - આયનીકરણ સ્કેટરિંગ અને બ્રેમ્સસ્ટ્રાહલુંગ છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો સિદ્ધાંત - ક્વોન્ટમ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ - સૌથી સચોટ ભૌતિક સિદ્ધાંત છે.

નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ. પ્રથમ વખત, અણુ ન્યુક્લીના બીટા સડો દરમિયાન નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ જોવા મળી હતી. અને, જેમ તે બહાર આવ્યું છે, આ ક્ષય ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનના ન્યુટ્રોનમાં રૂપાંતર સાથે સંકળાયેલા છે અને તેનાથી વિપરીત:
p → n + e + + ν e, n → p + e - + e. વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓ પણ શક્ય છે: ઇલેક્ટ્રોન e - + p → n + ν e અથવા એન્ટિન્યુટ્રિનો e + p → e + + n કેપ્ચર. 1934માં એનરિકો ફર્મીએ ફર્મી કોન્સ્ટન્ટ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ચાર-ફર્મિઓન સંપર્ક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંદર્ભમાં નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કર્યું હતું.
G F = 1.4·10 -49 erg·cm 3 .
ખૂબ ઊંચી ઉર્જા પર, ફર્મી સંપર્ક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને બદલે, નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને વિનિમય ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, જેમાં નબળા ચાર્જ g w (ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથે સામ્યતા દ્વારા) સાથે સંપન્ન ક્વોન્ટમ વિનિમય થાય છે અને ફર્મિઓન વચ્ચે કાર્ય કરે છે. કાર્લ રુબિયાની આગેવાની હેઠળની ટીમ દ્વારા આવા ક્વોન્ટા સૌપ્રથમ 1983માં SppS કોલાઈડર (CERN) ખાતે મળી આવ્યા હતા. આ ચાર્જ થયેલ બોસોન છે - W ± અને તટસ્થ બોસોન - Z 0, તેમના સમૂહ અનુક્રમે સમાન છે: m W± = 80 GeV/s 2 અને m Z = 90 GeV/s 2. આ કિસ્સામાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સ્થિરાંક α W ફર્મી સ્થિરાંક દ્વારા વ્યક્ત થાય છે:

કોષ્ટક 9. મુખ્ય પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને તેમની લાક્ષણિકતાઓ

લેપ્ટોન્સ મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી. ઇલેક્ટ્રોન પોઝીટ્રોન muon ન્યુટ્રિનો એ પ્રકાશ તટસ્થ કણ છે જે ફક્ત નબળા અને ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. ન્યુટ્રિનો (# પ્રવાહ). ક્વાર્ક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહકો: પ્રકાશનું ફોટોન ક્વોન્ટમ...

વિનંતી " મૂળભૂત સંશોધન» અહીં રીડાયરેક્ટ કરે છે; અન્ય અર્થો પણ જુઓ. મૂળભૂત વિજ્ઞાન એ જ્ઞાનનું ક્ષેત્ર છે જે સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક વૈજ્ઞાનિક સંશોધનને મૂળભૂત ઘટનાઓમાં સૂચિત કરે છે (સહિત... ... વિકિપીડિયા

વિનંતી "પ્રારંભિક કણો" અહીં રીડાયરેક્ટ કરવામાં આવી છે; અન્ય અર્થો પણ જુઓ. એલિમેન્ટરી પાર્ટિકલ એ સબન્યુક્લિયર સ્કેલ પર સૂક્ષ્મ ઑબ્જેક્ટનો સંદર્ભ આપતો સામૂહિક શબ્દ છે જેને તેમના ઘટક ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાતો નથી. માં હોવું જોઈએ... ... વિકિપીડિયા

એલિમેન્ટરી પાર્ટિકલ એ સબન્યુક્લિયર સ્કેલ પર સૂક્ષ્મ-વસ્તુઓનો ઉલ્લેખ કરતી સામૂહિક શબ્દ છે જે તેમના ઘટક ભાગોમાં વિભાજિત થઈ શકતા નથી (અથવા હજુ સુધી સાબિત થયા નથી). તેમની રચના અને વર્તનનો અભ્યાસ કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે. ખ્યાલ... ...વિકિપીડિયા

ઇલેક્ટ્રોન- ▲ મૂળભૂત કણ, તત્વ, ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોન એ પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ સાથે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ પ્રાથમિક કણ છે. ↓… રશિયન ભાષાનો આઇડિયોગ્રાફિક ડિક્શનરી

એલિમેન્ટરી પાર્ટિકલ એ સબન્યુક્લિયર સ્કેલ પર સૂક્ષ્મ-વસ્તુઓનો ઉલ્લેખ કરતી સામૂહિક શબ્દ છે જે તેમના ઘટક ભાગોમાં વિભાજિત થઈ શકતા નથી (અથવા હજુ સુધી સાબિત થયા નથી). તેમની રચના અને વર્તનનો અભ્યાસ કણ ભૌતિકશાસ્ત્ર દ્વારા કરવામાં આવે છે. ખ્યાલ... ...વિકિપીડિયા

આ શબ્દના અન્ય અર્થો છે, જુઓ ન્યુટ્રિનો (અર્થો). ઇલેક્ટ્રોન ન્યુટ્રીનો મ્યુઓન ન્યુટ્રીનો તૌ ન્યુટ્રીનો પ્રતીક: νe νμ ντ રચના: પ્રાથમિક કણ કુટુંબ: ફર્મિઓન્સ ... વિકિપીડિયા

મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો એક પ્રકાર (ગુરુત્વાકર્ષણ, નબળા અને મજબૂત સાથે), જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયાઓમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર (જુઓ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર) ની ભાગીદારી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર (ક્વોન્ટમ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં... ... ગ્રેટ સોવિયેત જ્ઞાનકોશ

સૌથી અસ્પષ્ટ ફિલસૂફીમાંની એક. વિભાવનાઓ કે જેના માટે નીચેનામાંથી એક (અથવા કેટલાક) અર્થો આપવામાં આવ્યા છે: 1) કંઈક જેની વ્યાખ્યાયિત લાક્ષણિકતાઓ છે વિસ્તરણ, અવકાશમાં સ્થાન, સમૂહ, વજન, ચળવળ, જડતા, પ્રતિકાર, ... ... ફિલોસોફિકલ જ્ઞાનકોશ

પુસ્તકો

  • ગુરુત્વાકર્ષણનો ગતિ સિદ્ધાંત અને પદાર્થના એકીકૃત સિદ્ધાંતના પાયા, વી. યા. બ્રિલ. પ્રકૃતિના તમામ ભૌતિક પદાર્થો (ભૌતિક અને ક્ષેત્ર બંને) અલગ છે. તેઓ પ્રાથમિક શબ્દમાળા આકારના કણો ધરાવે છે. અવિકૃત મૂળભૂત શબ્દમાળા એ ક્ષેત્ર કણ છે...

લેપ્ટોન્સ - મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી.

ઇલેક્ટ્રોન. પોઝીટ્રોન muon

ન્યુટ્રિનો - માત્ર નબળા અને ગુરુત્વાકર્ષણમાં ભાગ લેતો પ્રકાશ તટસ્થ કણ

ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ન્યુટ્રિનો (# પ્રવાહ).

ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહકો:

ફોટોન એ પ્રકાશનું પ્રમાણ છે, જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વાહક છે.

ગ્લુઓન મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વાહક છે.

મધ્યવર્તી વેક્ટર બોસોન્સ નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વાહક છે;

પૂર્ણાંક સ્પિન સાથેના કણો.

પુસ્તકોમાં "મૂળભૂત કણ".

પ્રકરણ 1 મહાસાગર કણ

બ્લડ: રિવર ઑફ લાઇફ પુસ્તકમાંથી [પ્રાચીન દંતકથાઓથી વૈજ્ઞાનિક શોધો સુધી] આઇઝેક અસિમોવ દ્વારા

પ્રકરણ 1 મહાસાગરનો કણ સમુદ્રમાં રહેતો કોઈપણ એકકોષી પ્રાણી, એટલો નાનો કે તે માત્ર માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ જ જોઈ શકાય છે, તે માનવ કરતાં અબજો ગણો વધારે રક્ત પુરવઠો ધરાવે છે. શરૂઆતમાં તે અશક્ય લાગે છે, પરંતુ જ્યારે તમને ખ્યાલ આવે છે

પાર્ટિકલ “-XYA” જીતે છે

કેવી રીતે યોગ્ય રીતે બોલવું પુસ્તકમાંથી: રશિયન ભાષણની સંસ્કૃતિ પર નોંધો લેખક ગોલોવિન બોરિસ નિકોલાવિચ

મૂળભૂત અસમપ્રમાણતા

એન્ટિફ્રેજીલ પુસ્તકમાંથી [કેવી રીતે અરાજકતાથી ફાયદો મેળવવો] લેખક તાલેબ નસીમ નિકોલસ

મૂળભૂત અસમપ્રમાણતા ચાલો સેનેકાની અસમપ્રમાણતાને સ્પષ્ટ નિયમમાં વ્યક્ત કરીએ. મેં પહેલાથી જ પ્રતિકૂળ પરિણામ પર વધુ નુકસાનની વિભાવનાનો ઉપયોગ કર્યો છે. જો તમે સંજોગોમાં ફેરફારથી મેળવેલા કરતાં વધુ ગુમાવો છો, તો તમે અસમપ્રમાણતા સાથે વ્યવહાર કરી રહ્યા છો, અને તે ખરાબ અસમપ્રમાણતા છે.

કણ શું છે?

હાયપરસ્પેસ પુસ્તકમાંથી Kaku Michio દ્વારા

કણ શું છે? સ્ટ્રિંગ થિયરીનો સાર એ છે કે તે દ્રવ્ય અને અવકાશ-સમય બંનેની પ્રકૃતિને સમજાવી શકે છે, એટલે કે "લાકડું" અને "આરસ" બંનેની પ્રકૃતિ. સ્ટ્રિંગ થિયરી કણો વિશે અસંખ્ય કોયડારૂપ પ્રશ્નોના જવાબ આપે છે, જેમ કે પ્રકૃતિમાં તેમાંથી ઘણા બધા શા માટે છે. ઊંડા અમે

બોસ કણ

લેખકના પુસ્તક ગ્રેટ સોવિયેત એનસાયક્લોપીડિયા (BO)માંથી ટીએસબી

ફર્મી કણ

લેખક દ્વારા પુસ્તક ગ્રેટ સોવિયેત એનસાયક્લોપીડિયા (FE) માંથી ટીએસબી

મૂળભૂત ખગોળશાસ્ત્ર

ટીએસબી

મૂળભૂત લંબાઈ

લેખકના પુસ્તક ગ્રેટ સોવિયેત એનસાયક્લોપીડિયા (FU) માંથી ટીએસબી

8.5. "નથી" કણ કેવી રીતે કામ કરે છે

લેખક સેમસોનોવા એલેના

8.5. "નથી" કણ કેવી રીતે કામ કરે છે પ્રિય સાથીદાર! જો તમારી પાસે બાળક છે, તો પછી તમે યાદ કરી શકો છો કે જ્યારે તે નાનો હતો ત્યારે તમે તેને કેવી રીતે બૂમો પાડી હતી: "દોડો નહીં!", "પડશો નહીં!" અથવા "ગંદા ન થાઓ!" અને તમારી ચીસો પછી તરત જ, બાળક વધુ ઝડપથી દોડવા લાગ્યું, પડી ગયું અથવા ગંદુ થઈ ગયું. તમે

8.6. "પરંતુ" કણ કેવી રીતે કામ કરે છે

ધ ડાન્સ ઓફ ધ સેલર પુસ્તકમાંથી અથવા પ્રણાલીગત વેચાણ પરની બિન-માનક પાઠ્યપુસ્તકમાંથી લેખક સેમસોનોવા એલેના

8.6. કણ “પરંતુ” કેવી રીતે કામ કરે છે શું તમે જાણો છો કે કણ “પરંતુ” તેનો ઉપયોગ કરતા પહેલા તમે જે કહ્યું હતું તે સંપૂર્ણપણે “પાર” કરે છે? – તમે ખૂબ જ સરસ વ્યક્તિ છો, પણ... – તમે સાચા છો, પણ... – તમે જે કહો છો તે રસપ્રદ છે, પરંતુ...જ્યારે તમે ગ્રાહક અથવા ગ્રાહક સાથે વાત કરો છો,

ત્રીજો કણ

ધ એટોમિક પ્રોજેક્ટ પુસ્તકમાંથી. સુપર હથિયારોનો ઇતિહાસ લેખક પરવુશિન એન્ટોન ઇવાનોવિચ

ત્રીજું કણ આપણે જોયું તેમ, 1895 થી 1919 નો સમયગાળો પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં મહત્વપૂર્ણ શોધોથી ગીચ રીતે સંતૃપ્ત હતો. પરંતુ 1919 પછી આ વિજ્ઞાનનો વિકાસ અટકતો જણાતો હતો. અને આ કોઈ સંયોગ નથી. ચાલો યાદ રાખીએ કે અણુનો અભ્યાસ કરવા માટે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ ઘટનાનો ઉપયોગ કર્યો

મૂળભૂત વ્યૂહરચના

ધ ઓરિજિન્સ ઑફ ન્યુરો-લિંગ્વિસ્ટિક પ્રોગ્રામિંગ પુસ્તકમાંથી ગ્રાઇન્ડર જ્હોન દ્વારા

ફન્ડામેન્ટલ સ્ટ્રેટેજી ફ્રેન્ક અને મેં આના જેવી ક્ષણોનો સામનો કેવી રીતે કરવો તે વિશે વિચાર્યું. અમે એક ખાસ વ્યૂહરચના વિકસાવી છે. અમે શારીરિક રીતે મોટી સંખ્યામાં લોકોની સહાયતા પર કૉલ કરીને આવી વ્યક્તિગત વિકૃતિઓને ઘટાડવાનો માર્ગ અપનાવવાનું નક્કી કર્યું છે.

મૂળભૂત અર્થહીનતા

વૈશ્વિક માનવતાવાદી પુસ્તકમાંથી લેખક ઝિનોવીવ એલેક્ઝાન્ડર એલેક્ઝાન્ડ્રોવિચ

નિયતિએ મારી સાથે એવી રીતે વ્યવહાર કર્યો કે મેં આપણી સામાજિક પ્રણાલીની સૌથી મૂળભૂત ઘટનાઓને અનૈચ્છિક રીતે સ્પર્શી લીધી અને કોઈપણ પડદા કે ભ્રમને છુપાવ્યા વિના તેમને જોઈ શક્યો. તે પછી મને લાગતું હતું તેમ, મેં જોયું કે સૌથી વધુ શું છે

3. મૂળભૂત તણાવ

ન્યુ ટેસ્ટામેન્ટમાં એકતા અને વિવિધતા પુસ્તકમાંથી પ્રારંભિક ખ્રિસ્તી ધર્મના સ્વભાવનો અભ્યાસ ડન જેમ્સ ડી દ્વારા.

3. મૂળભૂત તણાવ તે ખ્રિસ્તી ધર્મના સારમાં સહજ છે કે તે પ્રથમ સદીના યહુદી ધર્મમાંથી આવે છે. ઈસુ યહૂદી હતા. પ્રથમ ખ્રિસ્તીઓ સંપૂર્ણપણે યહૂદીઓ હતા. ખ્રિસ્તી ધર્મની શરૂઆત યહુદી ધર્મની અંદરથી, યહુદી ધર્મની અંદરના એક મસીહ સંપ્રદાયથી થઈ હતી. તે સમજાયું

મૂળભૂત સત્ય

ડ્રિવન બાય ઇટરનિટી પુસ્તકમાંથી બીવર જ્હોન દ્વારા

મૂળભૂત સત્ય આપણા દૃષ્ટાંતમાં, જાલિન એ ઈસુ ખ્રિસ્તનો એક પ્રકાર છે, અને રાજા પિતા છે? આ સર્વશક્તિમાન ભગવાન પિતા છે. ડેગોન રજૂ કરે છે!શેતાન; એન્ડેલમાં જીવન? આ માનવ જીવનજમીન પર; અફેબેલ ભગવાનના સ્વર્ગીય શહેરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. લોનની તજી ગયેલી જમીન?



શું તમને લેખ ગમ્યો? તમારા મિત્રો સાથે શેર કરો!